BOPPPS教学模式下的《物理化学》课程思政初探——以“热力学第二定律”为例

在“课程思政”建设理念的指导下,如何在高校教学中融入思想政治理念,实现协同育人,是目前高校教师在开展教育教学工作时的基本任务。《物理化学》是我校本科生教学中一门重要的专业基础课,为后续专业课程奠定了基础,本文将以“热力学第二定律”为例,基于BOPPPS教学模式,将理论性较强的知识点与现实融合,挖掘各教学环节中蕴含的思政素材,帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观,达到“立德树人”的育人目标。

基于耗散功的角度对热力学第二定律的教学探讨

热力学第二定律的本质是自然界中自发实现的与热现象相关的过程都是不可逆的,而不可逆过程总伴随着能量“质”的下降。文章通过引入耗散功来描述一般封闭体系的热力学第二定律,这是从能量的角度而不是像通常那样基于熵的视角去描述热力学第二定律。作者推导了耗散功所满足的关系,再通过三个简单的例子来说明对于非准静态等温过程其耗散功大于零。这些结论将有助于学生更好地掌握热力学第二定律。

基于学习进阶的教学实践——以“热力学第二定律”为例

热力学第二定律是热力学乃至物理学中的重要基本规律,也是高中物理的难点内容。文章基于学习进阶理论,对人教版《普通高中教科书·物理选择性必修第三册》第三章第4节“热力学第二定律”进行思考,记录教学实践过程,并做相应的总结。

关于生命信息学研究的进展——以不违背热力学第二定律的方式理解生命

本文介绍生命信息学研究的若干成果,包括信息二重性理论、生命信息进化论以及宇宙信息四维模型等;并以此作为基础,提出一种在不违背热力学第二定律的条件下理解生命的方式。作者把"熵增原理"移植到信息学,把薛定谔说的"吃进负熵"推广到"学进负熵"。于是,两类"熵增"指向生命的死亡和毁灭,而两类"熵减"则指向有机体繁殖和生命进化;两种倾向的竞争演绎出丰富多彩的生命现象。

基于热力学第二定律的换热器最佳清洗周期的确定

基于热力学第二定律和热经济学原理,通过引入换热器的传火用有效度和传热有效度以及污垢的渐近模型,研究换热器的最佳清洗周期,得到了换热器清洗时的总费用表达式。结果表明,基于热力学第二定律的最佳清洗周期和对应的清洗时的总费用与基于热力学第一定律结果的相对大小取决于火用价和热价的差异程度;最佳清洗周期受到换热器的流型、洁净状态下的传热单元数、冷热流体热容量比、清洗时间以及清洗过程损失费用等因素的影响,其中,冷热流体热容量比和较小的洁净状态下的传热单元数对最佳清洗周期的影响相对较小。

基于热力学第二定律的吸收式制冷循环分析

采用热力学第二定律的分析方法，对氨－水吸收式制冷系统内各设备及系统热力循环过程进行深入的分析和研究；发现了系统内能量转换过程中的薄弱环节，为系统的热经济优化设计及优化操作明确了方向．

以创新的理念搞好热力学第二定律及其工程应用的教学

热力学第二定律是化工热力学核心教学内容之一,是工业装置用能标定和评价的基础,因此如何在本科热力学教学中说清热力学第二定律,掌握其工程应用方法显得尤为重要。作者根据多年的实际教学经验,从熵的基本概念、定性与定量表达方法出发,引申出熵产、理想功、损失功和有效能等基本热力学量,并将其应用于评价实际化工单元过程和装置组合。

热力学第二定律的再研讨

阐明了热力学从诞生起就沿着能与势两条线平行发展 ,确认了第二定律 (熵定律 )在热力学中的核心地位。指出由于熵定律的复杂性 ,片面地扩大“从有序到无序”的发展规律 (包括对Rifkin所谓“熵世界观”) ,可能会出现误导。并指出进化是熵增过程的逆过程 ,是使事物复杂性增大的量化问题。通过对用信息熵计算、描述复杂性等问题的思考得出了几点结论性的看法。

讲授物理化学中热力学第二定律的探讨

本文扼要叙述了有序和无序、熵在信息学中的应用、不可逆过程热力学简介的教学内容和讲授要点.从教学的角度讨论了熵函数的导出方法,并对熵变的计算和麦克斯威关系式的教学提出了建议.

热力学第二定律之熵判据辨析

势力学第二定律的核心内容熵判据有多种形式，应用时常易造成混淆。在对熵判据多种形式的讨论基础上指出，熵判据原本只用于判断过程是否可逆，只有对隔离系统中的过程以及大隔离系统中的总过程，熵判据才可用于判断其能否自发。

PBL教学法在热力学第二定律教学中的尝试

我们以基础化学中的两个常见例子——水的电离以及难溶盐的解离作为问题,进行了PBL教学法在物理化学课堂中的尝试,探讨了由此引申出的热力学基本概念如自发过程的方向和限度、化学平衡常数、标准态、化学平衡等问题。这对学生正确理解热力学第二定律、状态函数的概念、自发过程方向的判据以及可逆反应的定义具有很好的启发意义。

讲授大学化学中热力学第二定律的探讨

从热力学第二定律的提出背景、文字表述以及数学描述3个方面进行分析,并对各部分内容的内在联系及教学方法进行了探讨。

结合实践教授热力学第二定律的体会

本文总结了结合实践教授工程热力学重要原理热力学第二定律的方法、效果和体会。指出:结合实践教授热力学第二定律,将生活和工程实际中的应用展现在课堂,既能使教学过程轻松活泼,又能提高教学质量。

关于“热力学第二定律”教学的一点体会

文章针对学生普遍反映的热力学第二定律难学的问题,介绍了作者多年积累的一些教学体会。文章指出:在教学热力学第二定律过程中,教师一定要做到教学思路清晰;将整个教学过程分个几个有内在联系的教学单元,第一单元都要向学生介绍清楚相关科学前辈是怎样提出问题、如何分析问题和解决问题的;当介绍到问题转折处,一定要提醒学生注意;重点介绍热力学第二定律及相关状态函数熵的物理意义,让学生树立起能量是分等级的这一重要观念;最后,让学生掌握用热力学第二定律判断宏观过程方向和限度的方法。

热力学第二定律的微观解释与统计思想的引入

分子运动论的发展是统计思想进入物理学思想领域的前奏,克劳修斯因此成为将统计思想引入物理学的第一人,麦克斯韦提出的速度分布律,使力学定律的普适性受到了第一次冲击,从而为用统计思想来解释热力学第二定律打下了基础.玻尔兹曼通过对热力学第二定律的微观解释最终使统计思想成为物理学思想的内容之一.

“热寂论”、热力学第二定律的局限性和负温度系统

对“热寂论”的实质进行了深入剖析 ;对热力学第二定律的局限性进行了深入探讨 ;确定了熵增原理的适用范围 ,进而提出了一个关于运动物质演化规律的完整表述 .

热力学第二定律与方向性判据

物理化学是一门学习难度较大的基础课程。由于目前的物理化学教材对自发过程和热力学的一些概念存在理解不同,更加增加了这门课程的教学和学习的难度。本文针对物理化学教材和课程教学中出现的一些问题,对热力学第二定律、可逆过程、方向性判据和热寂论等概念分别进行了讨论,同时尝试提出自发过程的数学定义,以解决现仅有语言定义的不足。

熵方程在热力学第二定律教学中的应用

以熵方程为主线,将热力学第二定律的数学表达式联系起来,使热力学第二定律部分内容系统化、简洁化,便于学生学习、理解和应用。

热力学第二定律普适性的疑难

热力学第二定律是不是一条普遍适用的定律一直是个悬而未解的难题。本刊13卷2期刊登的《热力学第二定律的应用限度》一文主要从物理学的角度出发,从一定的深度上探讨了热力学第二定律仅在宏观系统中成立,而对微观、宇观系统皆不适用。本期发表的《热力学第二定律普适性的疑难》一文则从热力学第二定律泛化至宇宙学和社会学所出现的一些矛盾问题着手,引出了一些值得认真思考的问题,并通过几个实例从广度上指出了热力学第二定律的普适性还有待证实。这两遍文章遵循了不同的思想路线从不同角度讨论了第二定律的应用范围。

“热力学第二定律”教学方法探讨

对热力学第二定律的教学方法进行了探讨。对于热力学第二定律的引入,应注意强调由于热能与机械能微观机理的不同,才导致与热现象有关的过程具有方向性;在热力学第二定律的表述上,引导学生利用能质的概念理解热力学第二定律的论述;对热力学第二定律的多种表达式形式,可以归一化表述为熵产恒大于零。